KR101835539B1

KR101835539B1 - 인공 치아 성형 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101835539B1
Application number: KR1020180006003A
Authority: KR
Inventors: 유학동
Original assignee: 에이온 주식회사
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2018-04-19
Also published as: CN111565670A; US11464609B2; JP6928405B2; EP3741324A4; JP2021506528A; EP3741324A1; WO2019142973A1; BR112020013923A2; US20200390530A1

Abstract

본 발명에 의하면, 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단층 데이터(D_l)로 연산 변환하여 출력하기 위한 연산 제어부(10), 연산 제어부(10)로부터 입력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 분말 세라믹과 자외선 경화제가 혼합된 겔타입의 세라믹 혼합액(S)에 대하여 인공치아(T)의 생성을 위하여 소정의 시간 동안 인공치아의 생성 스테이지(22)를 침지하기 위한 승하강 수단(20), 승하강 수단(20)의 생성 스테이지(22)가 침지되기 위한 세라믹 혼합액(S)이 수용되기 위한 수조(30), 수조(30)에 수용된 세라믹 혼합액(S)이 접하는 생성 스테이지(22)에 대하여 자외선 조사를 위한 조사 수단(40), 및 조사 수단(40)으로부터 조사된 자외선을 연산 제어부(10)로부터 출력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 생성 스테이지(22)로 조사되는 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 필터링하기 위한 필터부(50)로 이루어지는 인공 치아 성형 장치가 제공된다.

Description

인공 치아 성형 장치 및 그 방법{Plastic device of the teeth and method thereof}

본 발명은 인공 치아 성형 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인공 치아 성형에 있어서 액상의 베이스에 내재된 분말 세라믹을 층별로 연속적으로 성형 가공함으로써 시술용 인용 치아를 성형하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 치아에 의치를 하거나 부분적으로 금관을 씌우거나 교정장치를 구비하는 등 치아의 대체물이나 장치물을 제작, 수리, 가공하는 업무를 치과기공이라 하며, 처방에 따른 의뢰사항에 알맞게 대체물이나 보완물을 제작하게 된다. 치과기공 업무는 의료기관의 치과기공실이나 치과기공시설에서 치과진료에 필요한 치과보철물, 충전물 또는 교정장치 등의 치료장치를 제작하는 업무로서, 주된 작업은 보철물 제작이다. 보철이란 인체의 결손부를 인공물체로 대치하는 것으로서, 치과에 적용될 때는 한 개의 치아 또는 다수의 치아와 관련된 구조를 인공적으로 대치하게 된다. 보철의 종류에는 크라운(crown), 브리지(bridge) 등 계속가공의치, 국부의치(혹은 부분틀니(partial denture), 총의치(전체틀니, complete denture), 매식의치(implant), 도재의치(porcelain, 사기로 된 틀니) 등이 있다.

이러한 보철물을 가공하기 위하여는 환자의 치아의 본을 떠서 제조된 모형 치아를 먼저 제조하고 이러한 모형 치아를 모델로 하여 인공 치아를 제작하게 된다. 종래에는 인공 치아의 제조작업이 수작업으로 실시되거나, 성형 장치를 이용하더라도 숙련된 작업자의 성형 기술에 의존하게 되어 동일한 형태의 인공 치아의 정밀 작업을 용이하게 수행하기 어려운 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 공개특허공보 제10-2009-0023946호에 의하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 발명은 작업대와, 작업대에 설치되어 모형 치아틀과 성형 치아틀이 장착되는 틀거치대, 틀거치대의 타측에 설치되는 제1,2 지지샤프트, 제1,2 지지샤프트에 결합되는 4절 링크 조립체, 4절 링크 조립체에서 성형 치아틀에 대응설치되는 가공레버 및 모형 치아틀에 대응설치되는 가이드레버, 틀거치대의 하부에 구비되어 가공분진을 수거하는 분진수거커버, 및 분진수거커버에 연결되어 가공분진을 흡입하는 진공흡입기를 포함하는 치아 성형 장치가 개시되어 있다. 이와 같은 종래 치아 성형 장치를 이용함에 있어서 인공치아를 조각하여 성형한 후에 소성을 통하여 인공치아를 가공하도록 하고 있다.

그러나 종래와 같이 인공치아의 가공에 있어서 조각을 통하여 인공치아를 성형하고 있기 때문에 치아의 조각 성형에 있어서 가공 대상이 되는 인공 치아가 회전 테이블이 필요할 뿐만 아니라 3차원의 형상에 대한 조각 가공에 있어서 가공의 사각지대가 있을 경우 가공의 어려움이 있다. 더욱이 가공 시간이 많이 소요되기 때문에 생산성이 낮은 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 인공치아의 성형에 있어서 가공의 생산성을 향상시킬 수 있는 인공 치아 성형 장치와 그 방법을 제공하는 것이다.

여기서, 연산 제어부(10)는 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단면을 가진 단층 데이터(D_l)로 변환하여 출력하며, 단층 데이터(D_l)에 따른 인공치아의 성형을 위한 인공 치아 단면에 대응하여 자외선이 조사되도록 필터부(50)를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 필터부(50)는 화소단위로 편광에 따른 전자기파의 차폐로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 승하강 수단(20)에 의하여 인공치아(T)의 생성 스테이지(22)가 세라믹 혼합액(S)에 침지되어 있을 때, 인공 치아의 치조골 부분부터 그 단면 영역(S_1′, S_2′, ...,S_n′)에 대응하는 영역에 따라 자외선이 투과될 수 있도록 연산 제어부(10)는 필터부(50)의 광투과영역인 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 승하강 수단(20)은 본체의 베이스(B)의 일측벽으로부터 연장된 측벽(W)에 대하여 생성 스테이지(22)가 승하강되도록 하기 위한 가이드 레일(24a), 가이드 레일(24a)을 따라 가이드되기 위한 가이드 블럭(26), 및 가이드 블럭(26)을 모터(28)의 구동에 의하여 병진운동을 시키기 위한 스크류(28a)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 가이드 블럭(26)은 가이드 레일(24a)에 삽입되어 가이드되기 위한 가이드 홈(26a)과 스크류(28a)의 회전운동이 직진운동으로 변환시키기 위한 나산산(28b)이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 세라믹 혼합액(S)은 세라믹 분말 100%중량부를 기준으로 아크릴레이트계 올리고모 화합물 5~15%중량부, 아크릴레이트계모노머 1~10%중량부, 광개시제 1~10%중량부, 및 분산제 1~10%중량부를 혼합를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 세라믹 분말은 지르코니아의 분말로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면, 인공치아(T)의 단면적에 따라 세라믹 혼합액(S)의 침지와 자외선 경화를 연산 제어부(10)에 의한 승하강 수단(20)과 필터부(50)의 구동에 의하여 반복적으로 수행함으로써 인공치아(T)의 성형에 수반되었던 음영지대를 제거하여 인공치아(T)를 제조할 수 있다. 그에 따라 사후적은 세공 과정을 대폭 생략함으로써 제조공정의 효율을 향상시킬 수 있으며, 제조원가를 절감할 수 있다.

도 1은 공개특허공보 제10-2009-0023946호에 따른 치아 성형 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 개략적인 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 동작을 나타낸 요부 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 개략적인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 개략적인 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치의 동작을 나타낸 요부 개략도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치에 의하면, 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단층 데이터(D_l)로 연산 변환하여 출력하기 위한 연산 제어부(10), 연산 제어부(10)로부터 입력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 분말 세라믹과 자외선 경화제가 혼합된 겔타입의 세라믹 혼합액(S)에 대하여 인공치아(T)의 생성을 위하여 소정의 시간 동안 인공치아의 생성 스테이지(22)를 침지하기 위한 승하강 수단(20), 승하강 수단(20)의 생성 스테이지(22)가 침지되기 위한 세라믹 혼합액(S)이 수용되기 위한 수조(30), 수조(30)에 수용된 세라믹 혼합액(S)이 접하는 생성 스테이지(22)에 대하여 자외선 조사를 위한 조사 수단(40), 및 조사 수단(40)으로부터 조사된 자외선을 연산 제어부(10)로부터 출력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 생성 스테이지(22)로 조사되는 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 필터링하기 위한 필터부(50)로 이루어진다.

연산 제어부(10)는 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단면을 가진 단층 데이터(D_l)로 변환하여 출력한다. 또한, 연산 제어부(10)는 단층 데이터(D_l)에 따른 인공치아의 성형을 위한 인공 치아 단면에 대응하여 자외선이 조사되도록 필터부(50)를 제어한다. 이 때, 필터부(50)는 화소단위로 편광에 따른 전자기파의 차폐로 이루어진다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 승하강 수단(20)에 의하여 인공치아(T)의 생성 스테이지(22)가 세라믹 혼합액(S)에 침지되어 있을 때, 인공 치아의 치조골 부분부터 그 단면 영역(S_1′, S_2′, ...,S_n′)에 대응하는 영역에 따라 자외선이 투과될 수 있도록 연산 제어부(10)는 필터부(50)의 광투과영역인 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 제어한다.

또한, 연산 제어부(10)는 승하강 수단(20)에 의하여 인공치아(T)의 생성 스테이지(22)가 세라믹 혼합액(S)에 대하여 일정 깊이로 반복적인 침지가 수행이 이루어지도록 승하강 수단(20)을 제어한다.

즉, 연산 제어부(10)에 의하여 승하강 수단(20)은 일정 깊이로 세라믹 혼합액(S)에 대하여 생성 스테이지(22)를 침지시킨 후에 순차적으로 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)으로 자외선이 투과되어 생성 스테이지(22) 상에 인공치아(T)가 생성되도록 한다. 이 때, 생성 스테이지(22)가 세라믹 혼합액(S)에 대하여 일정 깊이 만큼 침지된 후에 치아의 단면층에 대응하는 영역으로 자외선이 조사되어 세라믹 혼합액(S)이 경화된다. 이후에 생성 스테이지(22) 상에 경화된 얇은 막 상이 연산 제어부(10)에 의하여 다시 세라믹 혼합액(S)으로 침지된 상태에서 자외선에 의하여 해당되는 영역으로 세라믹 혼합액(S)이 경화된다.

이와 같이 반복적인 침지와 경화에 의하여 세라믹 혼합액(S)으로부터 생성 스테이지(22) 상에 인공치아(T)가 생성된다.

이와 같이 생성된 인공치아(T)는 소성을 통하여 결정화되며, 필요에 따라 후처리 연마 작업이 수행된다.

세라믹 혼합액(S)은 세라믹 분말 100%중량부를 기준으로 아크릴레이트계 올리고모 화합물 5~15%중량부, 아크릴레이트계모노머 1~10%중량부, 광개시제 1~10%중량부, 및 분산제 1~10%중량부를 혼합를 포함하여 이루어지며, 세라믹 분말은 지르코니아의 분말로 이루어지는 것이 바람직하다.

승하강 수단(20)은 연산 제어부(10)로부터 입력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 분말 세라믹과 자외선 경화제가 혼합된 겔타입의 세라믹 혼합액(S)에 대하여 인공치아(T)의 생성을 위하여 소정의 시간 동안 반복적으로 인공치아의 생성 스테이지(22)를 침지하기 위한 수단으로 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치에 의하면, 본체의 베이스(B)의 일측벽으로부터 연장된 측벽(W)에 대하여 생성 스테이지(22)가 승하강되도록 하기 위한 가이드 레일(24a), 가이드 레일(24a)을 따라 가이드되기 위한 가이드 블럭(26), 및 가이드 블럭(26)을 모터(28)의 구동에 의하여 병진운동을 시키기 위한 스크류(28a)로 이루어진다. 가이드 블럭(26)은 가이드 레일(24a)에 삽입되어 가이드되기 위한 가이드 홈(26a)과 스크류(28a)의 회전운동이 직진운동으로 변환시키기 위한 나산산(28b)이 더 구비된다. 연산 제어부(10)의 제어에 의하여 모터(28)는 정회전과 역회전을 수행하며 그에 따라 가이드 레일(24a)을 따라 가이드 블럭(26)이 승하강한다.

조사 수단(40)은 수조(30)에 수용된 세라믹 혼합액(S)이 접하는 생성 스테이지(22)에 대하여 자외선 조사시킨다.

필터부(50)는 조사 수단(40)으로부터 조사된 자외선을 연산 제어부(10)로부터 출력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 생성 스테이지(22)로 조사되는 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 필터링하기 위한 편광소자를 구비한다.

전술하 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공 치아 성형 장치에 의하면, 인공치아(T)의 단면적에 따라 세라믹 혼합액(S)의 침지와 자외선 경화를 연산 제어부(10)에 의한 승하강 수단(20)과 필터부(50)의 구동에 의하여 반복적으로 수행함으로써 인공치아(T)의 성형에 수반되었던 음영지대를 제거하여 인공치아(T)를 제조할 수 있다. 그에 따라 사후적은 세공 과정을 대폭 생략함으로써 제조공정의 효율을 향상시킬 수 있으며, 제조원가를 절감할 수 있다.

10: 연산 제어부
20: 승하강 수단
22: 생성 스테이지
30: 수조
40: 조사 수단
50: 필터부
S: 세라믹 혼합액

Claims

인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단층 데이터(D_l)로 연산 변환하여 출력하기 위한 연산 제어부(10);
연산 제어부(10)로부터 입력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 분말 세라믹과 자외선 경화제가 혼합된 겔타입의 세라믹 혼합액(S)에 대하여 인공치아(T)의 생성을 위하여 소정의 시간 동안 인공치아의 생성 스테이지(22)를 침지하기 위한 승하강 수단(20);
승하강 수단(20)의 생성 스테이지(22)가 침지되기 위한 세라믹 혼합액(S)이 수용되기 위한 수조(30);
수조(30)에 수용된 세라믹 혼합액(S)이 접하는 생성 스테이지(22)에 대하여 자외선 조사를 위한 조사 수단(40); 및
조사 수단(40)으로부터 조사된 자외선을 연산 제어부(10)로부터 출력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 생성 스테이지(22)로 조사되는 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 필터링하기 위한 필터부(50)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제1항에 있어서, 연산 제어부(10)는 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단면을 가진 단층 데이터(D_l)로 변환하여 출력하며,
단층 데이터(D_l)에 따른 인공치아의 성형을 위한 인공 치아 단면에 대응하여 자외선이 조사되도록 필터부(50)를 제어하는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제2항에 있어서, 필터부(50)는 화소단위로 편광에 따른 전자기파의 차폐로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제2항에 있어서, 승하강 수단(20)에 의하여 인공치아(T)의 생성 스테이지(22)가 세라믹 혼합액(S)에 침지되어 있을 때, 인공 치아의 치조골 부분부터 그 단면 영역(S_1′, S_2′, ...,S_n′)에 대응하는 영역에 따라 자외선이 투과될 수 있도록 연산 제어부(10)는 필터부(50)의 광투과영역인 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 제어하는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제4항에 있어서, 승하강 수단(20)은 본체의 베이스(B)의 일측벽으로부터 연장된 측벽(W)에 대하여 생성 스테이지(22)가 승하강되도록 하기 위한 가이드 레일(24a), 가이드 레일(24a)을 따라 가이드되기 위한 가이드 블럭(26), 및 가이드 블럭(26)을 모터(28)의 구동에 의하여 병진운동을 시키기 위한 스크류(28a)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제5항에 있어서, 가이드 블럭(26)은 가이드 레일(24a)에 삽입되어 가이드되기 위한 가이드 홈(26a)과 스크류(28a)의 회전운동이 직진운동으로 변환시키기 위한 나산산(28b)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 세라믹 혼합액(S)은 세라믹 분말 100%중량부를 기준으로 아크릴레이트계 올리고모 화합물 5~15%중량부, 아크릴레이트계모노머 1~10%중량부, 광개시제 1~10%중량부, 및 분산제 1~10%중량부를 혼합를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
제7항에 있어서, 세라믹 분말은 지르코니아의 분말로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 장치.
연산 제어부(10)에 의하여 인공 치아의 성형에 필요한 3차원 그래픽 데이터(D_g)를 연속된 단층 데이터(D_l)로 연산 변환하여 출력하는 단계;
승하강 수단(20)에 의하여 연산 제어부(10)로부터 입력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 분말 세라믹과 자외선 경화제가 혼합된 겔타입의 세라믹 혼합액(S)에 대하여 인공치아(T)의 생성을 위하여 소정의 시간 동안 인공치아의 생성 스테이지(22)를 침지하는 단계;
자외선 조사 수단(40)에 의하여 수조(30)에 수용된 세라믹 혼합액(S)이 접하는 생성 스테이지(22)에 대하여 자외선을 조사하는 단계; 및
필터부(50)에 의하여 조사 수단(40)으로부터 조사된 자외선을 연산 제어부(10)로부터 출력되는 단층 데이터(D_l)에 따라 생성 스테이지(22)로 조사되는 자외선 조사영역(S_1, S_2, ...,S_n)을 필터링하는 단계를 포함하며,
인공치아의 성형이 완성될 때까지 상기 단계가 순차적으로 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 인공 치아 성형 방법.